1。サンプルの準備：
* RNA抽出： RNAは、比較する細胞から抽出されます（たとえば、正常細胞と癌細胞）。
* cDNA合成： RNAは相補的なDNA（cDNA）に逆転写され、RNAよりも安定しています。
* ラベル： cDNAには、蛍光色素、通常は各サンプルに1色が標識されています。
2。マイクロアレイハイブリダイゼーション：
* マイクロアレイチップ： マイクロアレイチップには、数千から数百万の一本鎖DNAプローブが含まれており、それぞれが特定の遺伝子を表しています。これらのプローブは、チップの表面のグリッドのようなパターンに固定されています。
* ハイブリダイゼーション： 各サンプルからの標識cDNAは、マイクロアレイチップに適用されます。 cDNA分子は、チップ上の相補的なプローブに結合します。
* 洗濯： チップを洗浄して、非結合cDNAを除去します。
3。スキャンと分析：
* スキャン： チップはレーザーでスキャンされ、結合したcDNAによって放出される蛍光信号を検出します。
* データ分析： 各プローブの信号強度が測定され、元の細胞サンプルのその遺伝子に対応するmRNAの量を表します。ソフトウェアは、サンプル間の信号強度を比較し、差次的に発現する遺伝子を識別するために使用されます。
遺伝子発現の比較：
* 微分式： 異なる細胞サンプル間の信号強度を比較することにより、ある細胞型と比較して、ある細胞型のより高いレベルまたはより低いレベルでどの遺伝子が発現するかを決定できます。これにより、次のことができます。
*疾患状態または特定の条件下で特異的にアップレギュレートまたはダウンレギュレートされた遺伝子を特定します。
*細胞プロセス、疾患の進行、または薬物反応の根底にある分子メカニズムを理解します。
*診断と予後の潜在的なバイオマーカーを発見します。
DNAマイクロアレイの利点：
* 高スループット： 数千の遺伝子の同時分析が可能になります。
* 感度： 遺伝子発現の微妙な変化さえも検出できます。
* 再現性： 信頼できる再現性のある結果を提供します。
* 汎用性： 病気の研究、創薬、個別化医療など、幅広いアプリケーションに使用できます。
DNAマイクロアレイの制限：
* コスト： マイクロアレイは、生産と分析に費用がかかる場合があります。
* 特異性： クロスハイブリダイゼーションが発生し、誤検知につながる可能性があります。
* 制限ダイナミックレンジ： 遺伝子発現の非常に高いレベルまたは非常に低いレベルを正確に測定しない場合があります。
結論：
DNAマイクロアレイは、異なる細胞で遺伝子発現を比較するための強力なツールであり、細胞プロセスと疾患メカニズムに関する洞察を提供します。ハイブリダイゼーションとデータ分析の原則を理解することにより、このテクノロジーを活用して、研究と臨床アプリケーションを前進させることができます。
